عنوان پایان‌نامه
ارائه یک مدل جاذب انرژی چند لوله ای با هدف بهینه سازی مشخصات هندسی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک طراحی کاربردی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3522;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79335;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3522;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79335
- تاریخ دفاع
- ۰۶ بهمن ۱۳۹۵
- دانشجو
- مجید لطفی
- استاد راهنما
- ابوالفضل معصومی
- چکیده
- در این تحقیق طرحی نو به صورت جاذب‌های چندلولهای با نام‌های چهارلوله‌ای و سهلولهای در قالب شبیه‌سازی المان محدود با توجه به فرضیات اولیه برخورد و همچنین اندازه استاندارد سازه، ارائه شده است. شعاع لوله‌های دایروی، فاصله بین لوله‌های مجاور از هم، ضخامت دیواره اتصال‌دهنده بین لوله‌ها و نیز نحوه قرارگیری دیواره‌ها به عنوان متغیرهای طراحی در نظر گرفته شده است. مدل‌سازی طوری صورت گرفت که با تغییر هر کدام از متغیرهای طراحی بیشترین شعاع آن از 60 میلیمتر بیشتر نشود. به منظور بهینه کردن بیشترین نیروی فروریزش، بازده انرژی، انرژی جذب شده، بازده نیرویی و انرژی جذب شده ویژه، با توجه به گسسته درنظر گرفتن متغیرهای طراحی، از روش تاپسیس استفاده شد. بر اساس روش تاپسیس بهترین مدل، کمترین فاصله را با راه حل ایده‌آل مثبت و بیشترین فاصله را با راه حل ایده‌آل منفی دارد. با استفاده از روش تاپسیس مدل‌های بهینه‌شده در هر نمونه چهارلوله‌ای و سهلولهای شناسایی شدند. برای مدل‌های بهینه‌شده چهارلوله‌ای و سهلولهای، شتاب وارد بر سرنشین به ترتیب 57/19 و 97/13 جی، بازده انرژی 60/75 و 63/77 درصد، انرژی جذب شده 89/31 و 39/23 کیلوژول، بازده نیرویی 60/75 و 63/77 درصد و انرژی جذب شده ویژه 30/37 و 24/34 کیلوژول بر کیلوگرم بدست آمد. همچنین مقادیر بیشترین نیروی فروریزش، بازده انرژی، انرژی جذب شده، بازده نیرویی و انرژی جذب شده ویژه‌ی مدل‌های بهینه‌شده در مقایسه با مدل‌های تک‌لوله‌ای ساده‌ی دایروی و شش ضلعی منتظم، بهبود یافته است. درنهایت نتیجه شد که چنانچه جذب انرژی بیشتر ملاک انتخاب جاذب انرژی باشد، مدل چهارلوله‌ای استفاده شود و اگر شتاب وارد بر سرنشین ملاک انتخاب جاذب انرژی باشد، مدل سهلولهای استفاده شود. کلمات کلیدی: جاذب انرژی، جاذب چندلولهای، لوله جدار نازک، روش تاپسیس
- Abstract
- In this research a new design as multi-tube absorbers with names of four-tubes and three-tubes based on finite element simulation has been introduced in which initial impact assumptions and also standard size of structure has been taken into account. The radius of the circular tubes, the distance between adjacent tubes, the thickness of the connecting walls and also their combination were considered as design parameters. In modeling of different combinations, it was considered that with variation of design parameters the maximum radius of the model must not exceed of 60 millimeters. In order to optimize the Peak Crushing Force, Energy Efficiency, Energy Absorption, Crush Force Efficiency and Specific Energy Absorption, due to discrete being of design parameters, TOPSIS method was used. According to the TOPSIS method, the best model has the shortest distance from the positive ideal solution and the farthest distance from the negative ideal solution. The optimized models was identified in samples of four-tubes and three-tubes by using the TOPSIS method. For optimized models of four-tubes and three-tubes combinations, acceleration imposed to passenger were 19.57 and 13.97g, Energy Efficiency 75.60 and 77.63 percent, Energy Absorption 31.89 and 23.39 kJ, Crush Force Efficiency 75.60 and 77.63 percent and Specific Energy Absorption 37.30 and 34.24 kJ/kg, respectively. Also the Peak Crushing Force, Energy Efficiency, Energy Absorption, Crush Force Efficiency and Specific Energy Absorption in optimized models have been improved in comparison to simple single-cell circular and hexagonal. Finally it was concluded that when the energy absorption is considered as major criterion, the four-tubes model should be used and when imposed acceleration to passenger is considered as criterion, three-tubes model should be used. Keywords: Energy absorption, Multi-tube, Thin-walled structure, TOPSIS method
